Question

生物體的生長(zhǎng)既靠細(xì)胞的生長(zhǎng)又靠細(xì)胞的分裂．細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系限制了細(xì)胞的長(zhǎng)大．
Ⅰ．通過下面的實(shí)驗(yàn)，探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系．
實(shí)驗(yàn)過程：將三個(gè)邊長(zhǎng)分別為1m、2cm、3cm含有酚酞的瓊脂塊，浸泡NaOH溶液后取出，切成兩半，每塊NaOH擴(kuò)散的深度如圖中陰影所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表格中所示：

瓊脂的邊長(zhǎng) （cm）	比值 （表面積/體積）	NaOH擴(kuò)散深度 （cm/邊）	比值 NaOH擴(kuò)散的體積/整個(gè)瓊脂塊體積
1	6	0.5	X
2	3	0.5	Y
3	2	0.5	Z

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的速率是

 

．
（2）根據(jù)相同時(shí)間內(nèi)，

 

之比可以反映出物質(zhì)運(yùn)輸效率．由此可以推論：細(xì)胞體積越大，

 

．
（3）除此以外，限制細(xì)胞長(zhǎng)大的因素還有

 

．
Ⅱ．細(xì)胞分裂是細(xì)胞生長(zhǎng)過程中保持足夠表面積，維持一定的生長(zhǎng)速率的重要過程．
某學(xué)生用高倍顯微鏡取樣觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂的某個(gè)切片，并統(tǒng)計(jì)各時(shí)期的細(xì)胞數(shù)量．各時(shí)期細(xì)胞數(shù)記錄在下表中，請(qǐng)回答下列問題．

細(xì)胞周期階段		樣本1	樣本2	樣本3	總數(shù)
間期		Ml	M2	M3	M
	前期	Al	A2	A3	A
分 裂	中期	B1	B2	B3	B
	后期	CI	C2	C3	C
期	末期	Dl	D2	D3	D
計(jì)數(shù)細(xì)胞的總數(shù)					N

若該實(shí)驗(yàn)的目的是為了研究細(xì)胞周期中每個(gè)時(shí)期分別所經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)短，請(qǐng)分析：
（4）表中的樣本1、樣本2、樣本3具體是指

 

．
（5）洋蔥根尖細(xì)胞的一個(gè)細(xì)胞周期大約720分鐘．則分裂間期所需要的時(shí)間t可用數(shù)學(xué)模型t=

 

表示．

Answer 1

考點(diǎn)：探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系,細(xì)胞周期的概念

專題：

分析：該實(shí)驗(yàn)的目的是通過探究細(xì)胞表面積與體積之比，與物質(zhì)運(yùn)輸速率之間的關(guān)系，探討細(xì)胞不能無限長(zhǎng)大的原因；實(shí)驗(yàn)中測(cè)量不同大小的瓊脂塊上NaOH擴(kuò)散的深度相同；通過模擬實(shí)驗(yàn)可看出，細(xì)胞體積越小，其相對(duì)表面積越大，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率就越高；實(shí)驗(yàn)所用的瓊脂小塊上含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫紅色．

解答： 解：（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知：瓊脂的邊長(zhǎng)不等，表面積/體積的比值不同，但NaOH擴(kuò)散深度卻相等，都是0.5cm，說明NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的速率是相同的．
（2）根據(jù)相同時(shí)間內(nèi)，NaOH擴(kuò)散的體積與整個(gè)瓊脂塊體積之比可以反映出物質(zhì)運(yùn)輸效率．由此可以推論：細(xì)胞體積越大，相對(duì)表面積越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男�率越低�?br />（3）細(xì)胞體積越大，其相對(duì)表面積越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男�率就越低，所以�?xì)胞表面積與體積的關(guān)系限制了細(xì)胞的長(zhǎng)大．此外，細(xì)胞核中DNA不會(huì)隨著細(xì)胞體積的擴(kuò)大而增加，細(xì)胞過大會(huì)導(dǎo)致核無法控制細(xì)胞代謝．
（4）表格給出的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，是學(xué)生在三個(gè)不同視野下的結(jié)果．
（5）根據(jù)細(xì)胞周期的概念，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，所以分裂間期所需要的時(shí)間為（M/N）×720（分鐘）．
故答案為：
（1）相同的 
（2）NaOH擴(kuò)散的體積與整個(gè)瓊脂塊體積   相對(duì)表面積越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男�率越�?br />（3）細(xì)胞核中DNA不會(huì)隨著細(xì)胞體積的擴(kuò)大而增加
（4）三個(gè)不同視野中的細(xì)胞
（5）（M/N）×720 （分鐘）

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系、觀察植物細(xì)胞的有絲分裂等相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)、識(shí)圖分析能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題的能力，具備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析的能力．難度較大，綜合性強(qiáng)．考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握及其評(píng)價(jià)，要求學(xué)生不僅知識(shí)是什么，還要知道為什么，同時(shí)要具備科學(xué)實(shí)驗(yàn)和建立數(shù)學(xué)模型的能力．